VZfnotat Nummer: V 119 Datum: 1989-12-20 Titel: ISOLERINGS- OCH BELÄGGNINGSARBETE PÅ BRO Y 95 ÖVER INDALSÄLVEN, VÄG 86 VID KÄVSTA Observationer i samband med vältning, vidhäftningsprovning och laborator ieprovning Författare: YTva Colldin Avdelning: Vägavde Iningen Projektnummer: Projektnamn: Fuktisolering av betongbroar Uppdragsgivare: Vägverket ;;» Distribution: begränsad! Statens väg- och trafikinstitut ii Väg00/1 af]k Pa:58101 Linköping. Tel.013-204000. Telex50125 VTISGIS. Telefax 013-14 1436 I stltutat Besök: OlausMagnus väg37linköping
ISOLERINGS- OCH BELÅGGNINGSARBETE PÅ BRO Y 95 ÖVER INDALSÄLVEN, VÄG 86 VID KÄVSTA Observationer i samband med vältning, vidhäftningsprovning och laboratorieprovning. Ylva Colldin
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. ORIENTERING 2. FÖRFARANDE I FÄLT 2.1 Provplåtar, skyddslager, temperaturmätning 2.2 Vidhäftningsprovning 3. LABORATORIEUNDERSÖKNING 3.1 Skyddslagret 3.2 Isoleringsmattans "tillstånd" 3.3 Svetsbitumen»bl-*H 4010101 Bilaga 1: Bilaga 2: Några anteckningar under pågående arbete på bro Y 95 vid Kävsta, 1989-09 Vidhäftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på broy 95 vid Kävsta, 1989-09 Bilaga 3: Provdragning på bro Y 95 vid Kävsta, 1989-09
1 ORIENTERING Den aktuella bron (Bro Y 95 över Indalsälven vid Kävsta, ett körfält) har isolerats med polymermodifierad svetsbitumenmatta (Force Pont 5000, IFAB ISOLERING). Som skyddslager har asfaltbetong (35 MAB 4 T) lagts ut. Arbetet utfördes 6-8 september 1989. På uppdrag av Vägverkets brotekniksektion har VTI medverkat med följande undersökningar: - Temperaturen har uppmätts på isoleringens ovan- resp. undersida i samband med utläggning av skyddslagret. - Vidhäftningsprovning har utförts på isoleringen. - Provplåtar (med isolering och beläggningslager) har tagits upp för laboratorieprovning, varvid isoleringsmattan undersökts och skyddslagret analyserats m.a.p. hålrums- och bindemedelshalt. - Prov på svetsbitumen, isoleringsmatta och primer har tagits ut för analys på laboratoriet. 2 FÖRFARANDE I FÃLT 2.1 Provplåtar, skyddslager, temperaturmätning Två aluminiumplåtar (500mmx400mmx4mm) skruvades fast i den primerbehandlade (Isoglasyr 1) betongfarbanan. Plåtarna var på en sida förbehandlade med epokilim.och sand (O-lmm) för att få en betongliknande ovanyta, samt primerbehandlade (BL20RK). (Foto 1). Plåtarna (liksom. övriga delen av betongfarbanan) isolerades
sedan med den aktuella isoleringsmattan. (Foto 2). Längs prov= plåtarnas ytterkanter genomskars mattan. Temperaturavkännare installerades vid en av provplåtarna (M), för registrering av temperaturen på isoleringens ovan- resp. undersida (i samband med utläggningen av skyddslagret). (Foto 3-4). Skyddslagret (35 MAB 4 T) lades ut i tre omgångar på det isolerade körfältet. (Bilaga 1). Omgång 1 lades ut för hand (cirka 30 meter). Provplåtarna var placerade inom detta område. Beläggningsmassans temperatur var 150-155 C vid utläggningens start. Omgång 2 lades med singelspridare, s.k. skruv (foto 5) på ungefär halva körfältet. Spridningen blev mycket ojämn (foto 6) och packningen otillfredsställande (foto 7-9). Asfaltmassan revs senare bort och ersattes med ny massa. Omgång 3 lades för hand (foto 10). Välten som användes var en statisk slätvält (1.1 ton) med beteckningen LR 90. Viss sprickbildning i skyddslagret kunde konstateras (foto 11-12). Anledningen torde huvudsakligen vara otillräcklig vidhäftning till isoleringen. Över plåt M utfördes uteslutande "raka" vältöverfarter. Totalt gjordes fyra överfarter. Samtliga utfördes 10-15 minuter efter asfaltmassan lagts ut över plåten. Temperaturen i den utlagda massan var strax efter utläggningen 95 C. Registrerad temperatur på isoleringens ovansida var somhögst 78 C, cirka 5 minuter efter asfaltmassan lagts ut (figur 1).
Registrerad temperatur på isoleringens undersida översteg ej 60 C. Över plåt 'V utfördes "raka" överfarter samt överfarter med "vändning". Med "vändning" avses här en normal ändring av vältens färdriktning, nödvändig för vältningsarbetet. Totalt gjorw des tio överfarter. De två förstavar "vändningar" vilka följdes av sex "raka" överfarter. De sju första överfarterna ut fördes 1-10 minuter efter asfaltmassan lagts ut över plåten. Följande tre överfarter (en "rak" och två "vändningar ) utfördes cirka 15-20 minuter efter utläggningen. Temperaturen i den utlagda massan var vid första överfarten 96 C. 100-90 - eo- 70a- 60"' TEMP PC) 50+ TID EFTER UTLÄGGNING f AV SKYDDSILAGER N... p_ os_ G) 1'0 1'2 1'4 1'6 1'8 2'0 (min) Figur 1 Registrerad temperatur på isoleringens ovansida i samband med utläggningen av asfaltmassa (två temr peraturavkännare)
2.2 Vidhäftningsprovning (jfr bilaga 3) Vidhäftningen mellan isoleringsmatta och underlag mättes med hjälp av speciell dragprovningsutrustning (Figur 2). Resultaten ges i bilaga 2. Uppmätta väggen varierar mellan Cu5 och 0.9 N/'mm2. (Yttemperatur 15-2500) En provdragningsomgång (3 provdragningar) utfördes där betongunderlaget "justerats" med en fillerrik polymerbitumenmassa ("Betaspackel"). Erhållna resultat ligger här något högre (0.8-l.3 N/mmz). Figur_â Utrustning för vidhaftningsprovning i fält (tillverkad Vid Institutionen för Byggnadsstatik, KTH)
3 LABORATORIEUNDERSÖKNING Efter avslutad vältning av skyddslagret, utfördes sågning kring provplåtarna. Plåtarna avlägsnades tillsammans med isolering och asfaltbetong, för fortsatt undersökning på laboratoriet. Dessutom togs prov på svetsbitwmen, isoleringsmatta och primer, under isoleringsarbetets gång. 3.1 Skyddslagret Skyddslagret analyserades m.a.p. hålrumshalt. Sex borrkärnor togs ut från varje platta. Resultaten framgår av tabell 1. Hålrumshalten varierar mellan 25.2 och 27 3 för platta M och mellan 17.2 och 20.3 vikt % för platta V. 3.2 Isoleringsmattans "tillstånd" På laboratoriet kunde skyddslagret lätt lyftas bort. Vid visuell bedömning föreföll isoleringsmattan på båda plåtarna intakt. Granulaterna var tillsynes fria från bitwmen från skyddslagret. Efter extraktion av de båda isoleringsproven (ca. 400mm x 300mm vardera) befanns stommen (polyesterfilt) vid visuell bedömning vara intakt. Inga hål, märken eller veck hade således uppstått i samband med utläggning och vältning av massan.
Tabell 1 Undersökning av skyddslagret, 35 MAB 4 T Provets Prov- Skrymdensitet Kompakt- Hål- Bindemen mårkn. vikt dens. rums- delshalt halt *) **) ***) ****) *****) (g) (g/cm3 (g/cm3 (g/m3 (vol-vs) (vikt-2:) M1 210.3 1.819 2.459 26.0 M2 197.1 1.775 2.443 27.3 6.8 M3 205.0 1.832 2.448 25.2 M4 179.3 1.811 20454 26.2 M5 188.3 1 802 2 444 26.3 M6 202.8 1.800 s - V1 318.4 2.025 2.447 17.2 V2 31109 10998 2.445 18.3 7.3 V3 330.1 2.014 2.443 17.6 V4 231.3 1.962 2.442 19.7 V5 239.0 1.938 - - V6 226.8 1.942 2.438 20.3 *) enligt metod MBB-ll (paraffin) **) enligt metod MBB-27 (vatten) ***) enligt metod MBB-lZ (lösningsmedel) ****) enligt metod MBB-13 *****) enligt metod MBB-4
3.3 Svetsbitumen På svetsbitumen (som tagits från "svetsvåg" under pågående isou leringsarbete på bron) utfördes mjukpunktsbestämning. Erhållna resultat redovisas i tabell 2 och jämförs med resultat från prov tagna på bron (från icke svetsad matta samt från isolew ringsmattan på plåtarna M och V). För den aktuella polymerbitumenmattan kan generellt konstateras att polymerbitumens mjukpunkt inte förändrats nämnvärt i samband med svetsningsförfarandet på bron. Uppmätta mjukpunktsresultat för prov tagna från färdigsvetsad matta respektive icke svetsad matta, ligger i båda fallen kring 135 C. För prov som tagits ut direkt i svetsvågen under pågående appliceringsarbete, har dock lägre mjukpunktsresultat erhållits (74-114 C), vilket indikerar att polymerbitumen här förändrats. Anledningen torde vara att svetsvågens "front" utsätts för störst värmepåverkan från svetslågorna, varvid SBS-polymeren här helt eller delvis bryts ner. (Kraftig överhettning kan få till följd att isoleringens ursprungliga funktionsegenskaper försämras).
Tabell 2 Mjukpunktsbestämningar på Pont 5000 svetsbitumen från Force Prov Mjukpunkt, KoR ( C) Force Pont 5000 Prov från icke svetsad matta - Kävstasändning 135 (135 135) - Laboratoriesändning (aug.-88) 126 (126 127 125) Prov från svetsvåg*) längs en rulle - i början 114 (115 113) - i mitten 74 (74 75) - i slutet 98 (98 97) Prov från svetsad matta*) - "normal" applicering 136 (135 137) (rökutveckling) - applicerad på icke primerbehandlad plåt 134 (134 134) - provplåt M 133 (135 132) - provplåt V 133 (133 133) *) Provet har upphettats både i samband med svetsning 222 vid provberedning.
Bilaga 1 Några anteckningar under pågående arbete på Kåvsta, 1989-09 bro I 95 vid Datum. Tide Luft- Yt- Övriga Anmärkning punkt temp. temp. väderförw ( C) ( C) hållanden 890906 12,15 23 22 soligt 13.15 25 Vidhäftningsprovning 15.45m Vidhäftningsprovning 17625 24 24 Plåtarna isoleras 890907 9.45= soligt, Vidhäftningsprovning 10.15 15 14 stark vind 890908 7.30 8 7 soligt 8.30 Skyddslager (omg.l) lägges för hand och vältas. Massans temp. i lasset 150-155 C 9.45m Skyddslager (omg.2) lägges m. 10.10 singelspridare ("start"-"s1ut") 10.10 Temp i skyddslagret vid "start" 72 C (ej vältat) 10.23 Temp i skyddslagret vid "slut" 30 C (ej vältat) 10.24 Skyddslagret vid "slut" vältas 10.30 Skyddslagret vid "start" vältas 11.10 18 Skyddslager (omg.3) lägges för hand och vältas. Måssans temp i lasset cirka 158 C
Bilaga 2 Vidhåftningsprovning på isoleringsmattan Force Pont 5000 på bro Y 95 vid Kåvsta, 1989-09 Grupp Prov Yt- Dragkraft *) Anmärkning nr temp vid.brott ( C) (N/mz) 1 25 (0.15) Limbrott A 25 (0.11) Limbrott 25 0.48 Delvis brott isol./underlag, limbrott 4 25 0.46 Fullt brott isol./underlag B 5 25 0.43 Delvis brott isol./underlag, limbrott 6 25 (0.20) Limbrott 7 25 (0.14) Limbrott C 8 25 (0.35) -"- 9 25 (0.30) -"- 10 25 0067 Fullt brott isolo/underlag, ingen bitumen kvar påprimern D 11 15 0,92 -"- 12 15 0,70 -"- 13 15 101 Fullt brott isol./underlag, E**) 14 15 1.25 -"- 15 15 0.84 -"- bitumen kvar på primern *) Dragkraftsökning: cirka 200 N/s Provytans diameter: 5 cm (manuell pump) ** Under isoleringsmattan var "reparerat" med s.k. Betaspackel (polymerbitumen med högre filler- och mindre polymerhalt än i mattan)
Bilaga 3 60 686l 'VlSYAN GIA SÖÅ 089 Yd DNINDVHGAOHd / Fw-/K/ / G) A m m *_- VlSVAX \..\/L
Bilaga 3(1) Foto 1 a ^ 1' 'i ' \ Om.. lö' Provplåt med förbehandlad ovanyta. Foto 2 Isolering med svetsbitumenmatta Force Pont 5000.
.ll 57*'11 'v 1 akuå '57 s" 7;' OS' lea i I _.'b r? '7 d. i' rå Q 1'1 Vw. ES*.. l. 1"'.:ej: 1 e\. I fl..-_aw S,9 Bilaga 3(2) Foto 3 Temperaturavkannare placeras ut på 1801 erlngens 00 undersida. Foto 4 Temperaturregist rering. ovan- resp
34-4... lnlmiiw.n x. v...ut '1; Wii D I..- '. Foto 5 Omgång 2 lades med singelspridare. Foto 6 Ojämn spridning
2 0 G. ;94... Bilaga 3(4) i M v (...w.war i5 v..-j IN. Vi. 4.1.,..-..-o Foto 7-8 Otillfredsställande packning
Bilaga 3(5) Foto 9 Resultat av packning vid 30 C. Foto 10 Omgång 3 lades för hand.
Foto 11-12 V183 sprlc ' kbildning i s kyddslagret. Bilaga 3(6)